一种应用6G数字孪生的数字、智慧化建筑物制造技术

本发明专利技术涉及一种应用6G数字孪生的数字、智慧化建筑物，包括物理信道提供的陆上数字模型，低空温度、空气模型和高空卫星模拟系统、虚拟信道创建的几何三维模型、行为模型和预测概率模型、数字孪生系统的基于BIM三维数字模型、智慧化建筑应用系统。通过物理信道和虚拟信道的模型可为建筑物在前期设计施工提供预测、指导；在建筑物使用的过程中提供合理的检测和加固建议；在后期运营管理的过程中也可提供多专业合作管理的技术建议。数字孪生系统则可以为前面两个信道提供中间交互的平台，并与现实世界提供应用技术支持，最终实现一套基于现实世界建立的数字孪生虚拟世界，并应用数字孪生虚拟世界，反过来作用与现实世界，服务于现实世界。界。界。

【技术实现步骤摘要】
一种应用6G数字孪生的数字、智慧化建筑物


[0001]本专利技术涉及一种应用6G数字孪生的数字、智慧化建筑物，属于建筑工程


技术介绍

[0002]进入21世纪以来，通过技术与制度创新相融合，中国城市治理经历了两次范式变革：信息化赋能产生了网格化数字化城市管理模式；当前的智能化技术赋能正在孕育全周期、智慧化的城市治理新模式。随着5G、人工智能、物联网、大数据、云计算等技术使全社会的数字化程度进一步加深，也为城市治理提供了新的工具。
[0003]通过分析上述两次范式变革的基本历程、创新案例，总结了两次范式变革背后的共性规律，展望了未来智能社会时代的城市治理新模式。面对社会治理新形势、新需求，要加快谋划数字技术驱动社会治理创新，进一步提升社会治理的智能化水平。要着力完善城市治理体系和城乡基层治理体系，树立“全周期管理”意识，努力探索超大城市现代化治理新路子。运用大数据、云计算、区块链、人工智能等前沿技术，推动城市管理手段、管理模式、管理理念创新，从数字化到智能化再到智慧化，让城市更聪明一些、更智慧一些，是推动城市治理体系和治理能力现代化的必由之路，前景广阔。
[0004]5G通信作为目前通信领域最为火热的通信技术，它提供了极高的频谱效率、极低的延迟、极高的连接密度和极低的功耗，其典型应用场景包括连续广域覆盖、热点高容量场景、低功耗大连接场景和低时延高可靠场景。可真正做到“信息随心至，万物触手可及。作为万物互联的开启技术，5G通信急需在信息交互的深度上进行提高，以满足未来深层无线通信网的需求未来的6G通信网络将实现“智慧连接”、“深度连接”“全息连接”和“泛在连接”，达到“一念天地，万物随心”随之“数字孪生”。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：通过运用6G的数字孪生的技术构建深度连接的数字、智慧化城市。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种应用6G数字孪生的数字、智慧化建筑物，其特征在于，包括：
[0007]包含建筑物几何模型、行为模型、概率预测模型的虚拟信息通道；
[0008]包含陆上地形地面数字模型、低空温度模型、低空空气流体模型以及高空卫星信息模型的物理信道；
[0009]也通过BIM技术和大数据储存技术创建的三维数字模型中央数据储存管理平台，该三维数字模型中央数据储存管理平台作为中间媒介，其用于存储由物理信道提供的陆上地形地面数字模型、低空温度模型、低空空气流体模型、高空卫星信息模型的物理信道以及由虚拟信息通道提供的建筑物几何模型、行为模型、概率预测模型，通过中间数据的创建和交互，建立一个与现实世界具有相同属性的孪生世界系统，即数字孪生系统；三维数字模型中央数据储存管理平台还用于与直接作用于现实世界的应用系统实现交互。
[0010]优选的，所述陆上地形地面数字模型包括由相关BIM三维设计软件构件的三维地层模型以及地上实景模型；在三维地层模型中，先对地质勘探中的每个部分的地层进行实际建模，随后基于地层中的各种交界面的岩土力学性质进行模型信息的赋予；将三维地层模型通过物理信道与虚拟信道相互作用关联；
[0011]在地上实景模型中，对路灯照明系统、排水系统做实景建模，并通过二次开发赋予组成路灯照明系统、排水系统的所有构件直接作用实物的传感器控制系统；地上实景模型通过孪生数据虚拟系统对现实世界中的对应的构件进行相关优化分析；当路灯照明系统、排水系统出现故障时，通过传感器定位到具体的构件，结合虚拟信道中提供的厂商、设计、施工方的具体信息做到最快最精确的检测维修，为后续建筑物的维护工作提供了数据指导与应用。
[0012]优选的，对于对温度变化、流体作用比较敏感的建筑物的构件，通过物理信道中的低空温度模型以及低空空气流体模型对建筑物温控、流体的感知后做好相应的智能反应；利用低空温度模型以及低空空气流体模型还能够为智慧交通提供路面安全评估，并作用于高空卫星信息模型，来提高路面无人驾驶交通系统的管理，进而实现天地一通的智慧化管理平台。
[0013]优选的，高空卫星信息模型包括北斗卫星人、机、物操控系统，通过高空卫星信息模型对人、机、物对于定位或者操作需求做出识别和反应。
[0014]优选的，建筑物几何模型包含组成建筑物的构件的尺寸、生产商、所用材料以及与该种材料相关的科研成果实时更新、构件的编号与安全说明；在与应用系统交互时，对于更换、检测、维修、加固相应构件时，基于建筑物几何模型孪生数据系统能够与厂商、设计师、安全工程师在线上的虚拟模型实现协同工作，以及通过孪生数据系统与科研系统中对实际构件的仿真模拟进行交互，更加精确地获得实际的物理参数。
[0015]优选的，行为模型包括：在建筑物设计阶段，由设计方提供的组成建筑物的构件在外界条件改变的情况下的力学分析数据以及设备设计的冷热源数据汇总形成的行为模型；相关构件在科研系统中，不同条件下的室内实验所得出的力学性质模型；通过行为模型为建筑物的施工、设计提供计算数据支持，并在数字孪生系统上进行数字仿真模拟，提供建筑构件的力学反应数据。
[0016]优选的，概率预测模型包括对自然灾害以及天气变化进行回归统计分析得出的概率模型；概率预测模型能够与行为模型进行交互设计，做到经验设计与理论设计的统一；通过概率预测模型统计出来的概率事件，利用数字孪生系统对现实世界的具体有危害的部位和地方进行预警通报，设计方、施工方以及后期的运营管理的物业能够做到及时的对其进行检测和加固。
[0017]优选的，三维数字模型中央数据储存管理平台包括基于BIM技术建立的三维数字模型，其可以存储三维模型的基本信息，并与现实世界的仿真机器人进行交互使用。
[0018]本专利技术的另一个技术方案是提供了一种上述的6G数字孪生的数字、智慧化建筑物的智慧化建筑应用系统，其特征在于，应用端通过传感器或者无线传感技术为孪生数字系统中的虚拟信息通道传达实时数据，通过人、机、物的相互干预，最后通过应用端进行实现虚拟数字模型中的操作。
[0019]优选的，所述智慧化建筑应用系统包括智慧化仿真机器人应用系统、智慧建筑构
建控制系统、智慧交通管理系统、城市海陆空一体化管理系统，其中：
[0020]在智慧建筑构建控制系统中，组成智慧建筑的构件通过虚拟信息通道中的数据对于物理信道中温度的变化能像人一样感觉到冷或者热，并且通过应用操作系统对此做出反应；
[0021]在智慧化仿真机器人应用系统中，通过人的器官以及各种生理活动的虚拟信息通道的建立以及物理信道医院整体位置的定位、空气、温度模型的建立，最终汇集到数字孪生终端由数字化医生进行虚拟世界的镜像手术仿真模拟，并由概率数字模型做出评价；如果达到医院专家团队的目的，达到满意的效果，则由数字仿真机器人进行数字虚拟端的仿真模拟，专家通过传感器在三维数字模型中央数据储存管理平台进行线上手术，而仿真机器人通过孪生数据储存平台的指令进行相应的操作；
[0022]在智慧化仿真机器人应用系统中，高空机器人、地下施工机器人对于虚拟世界模拟高空施工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用6G数字孪生的数字、智慧化建筑物，其特征在于，包括：包含建筑物几何模型、行为模型、概率预测模型的虚拟信息通道；包含陆上地形地面数字模型、低空温度模型、低空空气流体模型以及高空卫星信息模型的物理信道；也通过BIM技术和大数据储存技术创建的三维数字模型中央数据储存管理平台，该三维数字模型中央数据储存管理平台作为中间媒介，其用于存储由物理信道提供的陆上地形地面数字模型、低空温度模型、低空空气流体模型、高空卫星信息模型的物理信道以及由虚拟信息通道提供的建筑物几何模型、行为模型、概率预测模型，通过中间数据的创建和交互，建立一个与现实世界具有相同属性的孪生世界系统，即数字孪生系统；三维数字模型中央数据储存管理平台还用于与直接作用于现实世界的应用系统实现交互。2.如权利要求1所述的一种应用6G数字孪生的数字、智慧化建筑物，其特征在于，所述陆上地形地面数字模型包括由相关BIM三维设计软件构件的三维地层模型以及地上实景模型；在三维地层模型中，先对地质勘探中的每个部分的地层进行实际建模，随后基于地层中的各种交界面的岩土力学性质进行模型信息的赋予；将三维地层模型通过物理信道与虚拟信道相互作用关联；在地上实景模型中，对路灯照明系统、排水系统做实景建模，并通过二次开发赋予组成路灯照明系统、排水系统的所有构件直接作用实物的传感器控制系统；地上实景模型通过孪生数据虚拟系统对现实世界中的对应的构件进行相关优化分析；当路灯照明系统、排水系统出现故障时，通过传感器定位到具体的构件，结合虚拟信道中提供的厂商、设计、施工方的具体信息做到最快最精确的检测维修，为后续建筑物的维护工作提供了数据指导与应用。3.如权利要求1所述的一种应用6G数字孪生的数字、智慧化建筑物，其特征在于，对于对温度变化、流体作用比较敏感的建筑物的构件，通过物理信道中的低空温度模型以及低空空气流体模型对建筑物温控、流体的感知后做好相应的智能反应；利用低空温度模型以及低空空气流体模型还能够为智慧交通提供路面安全评估，并作用于高空卫星信息模型，来提高路面无人驾驶交通系统的管理，进而实现天地一通的智慧化管理平台。4.如权利要求1所述的一种应用6G数字孪生的数字、智慧化建筑物，其特征在于，高空卫星信息模型包括北斗卫星人、机、物操控系统，通过高空卫星信息模型对人、机、物对于定位或者操作需求做出识别和反应。5.如权利要求1所述的一种应用6G数字孪生的数字、智慧化建筑物，其特征在于，建筑物几何模型包含组成建筑物的构件的尺寸、生产商、所用材料以及与该种材料相关的科研成果实时更新、构件的编号与安全说明；在与应用系统交互时，对于更换、检测、维修、加固相应构件时，基于建筑物几何模型孪生数据系统能够与厂商、设计师、安全工程师在线上的虚拟模型实现协同工作，以及通过孪生数据系统与科研系统中对实际构件的仿真模拟进行交互，更加精确地获得实际的物理参数。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘云贵，陈有亮，童惠东，张宁，廖少明，吕雄飞，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：